無線射頻識別即射頻識別技術(Radio Frequency Identification，RFID)，是自動識別技術的一種，通過無線射頻方式進行非接觸雙向數據通信，利用無線射頻方式對記錄媒體(電子標簽或射頻卡)進行讀寫，從而達到識別目標和數據交換的目的，其被認為是21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ男畔⒓夹g之一。相比傳統的條碼、磁卡等自動識別技術，RFID技術在諸多方面都有顯著優(yōu)勢，如環(huán)境適應能力、工作距離、保密性、及其智能化等。另外，它對多個高速運動的物體也可同時識別。
1. 基于C8051F310 微控制器和FM1702SL 讀寫芯片設計
C8051F310 具有10 位轉換速率可達200 ksps 的ADC，高速8051微控制器內核，29/25 個端口I/O 等特點;非接觸式讀卡芯片FM1702SL 是基于ISO14443 標準的，可滿足的加密算法有很多種，支持13.56 MHz 下的非接觸通信協議TYPEA。讀寫器將要發(fā)射的信息編碼后加載在13.56 MHz 的射頻載波上，通過天線向外發(fā)送，并形成一個穩(wěn)定的電磁場，為RFID標簽提供能量。當RFID 電子標簽進入讀寫器的工作區(qū)時，卡內天線接收此信號和能量，標簽被激活。標簽芯片對此信號做出判斷，如為有效信令，則從存儲器中讀取有關信息，并通過卡內天線發(fā)射出去。天線收到此信號，FM1702SL 內部接收器對信號進行檢測和解調并根據寄存器的設定進行處理，之后送至主機系統。主機系統判斷出該標簽是否合法，做出相應處理，隨后發(fā)出指令到讀寫器。
外部電源為220 V 交流電，通過開關電源將其穩(wěn)壓在5 V，給電路板供電。由于C8051F310 單片機的供電電壓為2.7 V~3.6V，射頻讀寫芯片FM1702SL 的供電電壓為3 V~5 V，所以用一片AMS1117 穩(wěn)壓器，將電壓穩(wěn)定在3.3 V 供電。RS232 通過SP3232 實現電平轉換，與C8051F310 相連接，C8051F310 單片機通過SPI 口與FM1702SL 相連接，進而對讀寫芯片進行控制。FM1702SL 再與天線相連接實現信號的發(fā)送與接收。
總之，該系統主要由電源模塊、串口通訊模塊、MCU 模塊、FM1702SL 接口模塊和天線匹配電路模塊組成。
2.基于RFID非接觸式測溫儀器設計
針對在生活、工業(yè)生產中接觸式檢測溫度存在的不方便、準確性差、應用范圍小、環(huán)境要求嚴格等問題，提出無線射頻溫度測量系統的設計方案。詳細闡述了非接觸式溫度測試系統的設計思想和實現方法，具體分析了各部分電路的設計原理，詳細介紹
了各部分的設計過程。RFID非接觸式溫度測試系統由溫度采集部分、數據無線傳輸部分以及通信三個部分組成。溫度采集部分利用單片機STC89C51為控制中心，采用一線制數字溫度傳感器 DS18B20 將采集到的溫度值送入單片機中進行數據處理;數據無線傳輸部分采用基于 RFID 技術的無線射頻收發(fā)芯片 nRF2401，通過軟件配置可實現數據的無線高速傳輸。
3.基于TI公司生產的低功耗MSP430系列應用，該系列是TI1996年開始推向市場的一種16位超低功耗的混合信號處理器(Mired Signal Proessor)，其針對實際應用需求把許多模擬電路、數字電路和微處理器集成在一個芯片上，提供“單片解決方案。在WIS系統中OBU和BSS中工作原理相同，所以重點介紹OBU部分設計。 MSP430F2274的輸入電壓為1.8～3.6V電壓。在1 MHz的時鐘條件下運行時，芯片的耗電在200～400μA左右，時鐘關斷模式的最低功耗只有0.1μA.由于系統運行時打開的功能模塊不同，采用了待機、運行和休眠3種不同的工作模式，有效地降低了系統功耗。
射頻部分采用TI公司CC1020作為射頻控制單元，該芯片為業(yè)界首例真正的單芯片窄帶超高頻收發(fā)器，有FSK/GFSK/OOK 3種調制方式，最小通道間隔為50 kHz，可滿足多通道窄帶應用(402～470 MHz以及804～94O MHz頻帶)的嚴格要求，多個工作頻段可自由切換，工作電壓2.3～3.6 V，非常適合集成擴展到移動設備作為無線數傳或電子標簽使用。該芯片遵從EN300 220.ARIB STD-T67以及FCC CFR47 part15規(guī)范。
選擇載頻頻率430 MHz為工作頻段，此頻段為ISM頻段，符合國家無線管理委員會標準，無需申請頻點。采用FSK的調制方式，擁有較高的抗干擾能力和低誤碼率，采用前向糾錯信道編碼技術，提高了數據抗突發(fā)干擾和隨機干擾的能力，在信道誤碼率為10-2時，可得到實際誤碼率10-5～10-6.在開闊地視距條件、波特率為2A Kbs、大吸盤天線(長度2m，增益7.8 dB距離地面高度2m)時數據傳輸距離可達800 m.該RF芯片標準配置可提供8個信道能夠滿足多種通信組合方式。由于采用窄帶通訊技術，增強了通訊穩(wěn)定性和抗干擾性。
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